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摘要在电力系统中非常重要的一个组成部分就是变电站,电力系统能否安全运行,很大程度取决于变电站的运行情况,因此,变电站的设计性能是非常重要的。本文简要阐述10kV变电站电气部分的设计要点,内容包括主接线的介绍、设备的优劣分析及选择（母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器）、电流计算方法、继电保护规划设计；防雷保护设计等。在设计中,通过对电流的计算及设备的选择,综合考虑变电站电气部分的经济、安全及可靠性,通过分析,对民用变电站的科学设计达到最佳效果。关键词：变电所设计；负荷计算；防雷保护2目录第1章变电所电气主接线设计.........................................51.1变配电所主接线方案的设计原则与要求.......................51.2电气主接线接线方式.......................................61.2.1单母线接线.........................................61.2.2单母线分段接线.....................................51.2.3单母分段带旁路母线.................................71.2.4桥型接线...........................................71.2.5双母线接线.........................................71.2.6双母线分段接线.....................................81.3主接线设计...............................................8第2章主变压器的选择..............................................102.1变电所变压器容量、台数、型号选择........................102.1.1变压器容量........................................102.1.2负荷计算..........................................102.2主变台数和型号的选择....................................92.3主变压器容量的选择.....................................11第3章短路电流的计算..............................................13第4章电气设备选择与校验..........................................164.1电气设备选择与校验......................................164.2高压断路器选择与校验....................................164.2.1高压断路器的选择..................................164.2.2高压断路器的校验..................................174.3隔离开关选择与校验......................................184.3.1隔离开关原理与类型................................184.3.2隔离开关运行与维护................................184.3.3隔离开关的校验....................................174.4互感器选择与校验........................................194.4.1互感器应用........................................184.4.2电流互感器原理与结构..............................204.4.3电流互感器校验....................................2034.5电压互感器..............................................204.5.1电压互感器原理....................................204.6母线选择与校验..........................................224.6.1母线的选择........................................224.6.2母线校验..........................................22第5章继电保护装置................................................245.1继电保护...............................................245.1.1对继电保护的基本要求.............................245.1.2继电保护原理.....................................245.2过电流与速断保护整定值的计算............................255.2.1过电流整定值计算..................................255.2.2速断保护整定值计算................................27第6章防雷保护设计................................................296.1雷电过电压..............................................296.2雷电的危害..............................................296.3防雷保护装置............................................296.4防雷设计................................................306.5防雷保护计算............................................30结束语.............................................................35参考文献...........................................................364第1章变电所电气主接线设计1.1变配电所主接线方案的设计原则与要求变配电所的主接线，应根据变配电所在供电系统中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等因素综合分析确定，并应满足安全、可靠、灵活和经济等要求。1.安全性1）在高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设高压隔离开关。2）在低压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设低压刀开关。3）在装设高压熔断器—负荷开关的出线柜母线侧，必须装设高压隔离开关。4）35KV及以上的线路末端，应装设与隔离开关联锁的接地刀闸。5）变配电所高压母线上及架空线路末端，必须装设避雷器。装于母线上的避雷器，宜与电压互感器共用一组隔离开关。接于变压器引出线上的避雷器，不宜装设隔离开关。2．可靠性1）变配电所的主接线方案，必须与其负荷级别相适应。对一级负荷，应由两个电源供电。对二级负荷，应由两回路或一回6KV及以上专用架空线或电缆供电；其中采用电缆供电时，应采用两根电缆并联供电，并且每根电缆应能承受100%的二级负荷。2）变配电所的非专用电源进线侧，应装设带短路保护的断路器和负荷开关—熔断器。当双电源供多个配电所时，宜采用环网供电方式。3）对一般生产区的车间变电所，宜由工厂总变配电所采用放射式高压配电，以确保供电可靠性，但对铺助生产区及生活区的变电所，可采用树干式配电。4）变电所低压侧的总开关，宜采用低压断路器。当低压侧为单母线分段，且有自动切换电源要求时，低压总开关和低压母线分段开关，均应采用低压断路器。3．灵活性1）变配电所的高低压母线，一般宜采用单母线或单母线分段接线方式。2）35KV及以上电源进线为双回路时，宜采用桥形接线和线路—线路变压器组接线。3）需带负荷切换主变压器的变电所，高压侧应装设高压断路器或高压负荷开关。54）变电所的主接线方案应与主变压器的经济运行要求相适应。5）变配电所的主接线方案应考虑到今后可能的增容扩展，特别是出线柜要便于添置。4．经济性1）变配电所的主接线方案在满足运行要求的前提下，应力求简单。变电所高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接线。2）变配电所的电气设备应选用技术先进、经济适用的节能产品，不得选用国家明令淘汰的产品。3）中小型工厂变电所，一般可采用高压少油断路器。在需频繁操作的场合及高层建筑内变电所，则宜采用真空断路器或SF6断路器。4）工厂的电源进线上应装设专用的计量柜，其中的电流、电压互感器只供计费的电能表用。5）应考虑无功功率的人工补偿，使最大负荷时功率因数达到规定的要求。1.2电气主接线接线方式1.2.1单母线接线优点：接线简单清晰，设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线或母线隔离开关等）故障时检修，均需使整个配电装置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障母线的供电。适用范围：6-10KV配电装置的出线回路数不超过5回；35-63KV配电装置出线回路数不超过3回；110-220KV配电装置的出线回路数不超过2回。1.2.2单母线分段接线优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。扩建时需向两个方向均衡扩建。适用范围：6-10KV配电装置出线回路数为6回及以上时；35KV配电装置出线回路数为4-8回时；110-220KV配电装置出线回路数为3-4回时。1.2.3单母分段带旁路母线这种接线方式在进出线不多，容量不大的中小型电压等级为35-110KV的变6电所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性。1.2.4桥型接线1）内桥形接线优点：高压断器数量少，四个回路只需三台断路器。缺点：变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时停运；桥连断路器检修时，两个回路需解列运行；出线断路器检修时，线路需较长时期停运。适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器不经常切换或线路较长，故障率较高的情况。2）外桥形接线优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。缺点：线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运。高压侧断路器检修时，变压器较长时期停运。适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器的切换较频繁或线路较短，故障率较少的情况。1.2.5双母线接线优点：1）供电可靠,可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障时，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。2）调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。3）扩建方便。向双母线的左右任何的一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。4）便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接至